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Unter Verwendung des Graphens, zum von Hirntumorzellen zu ermitteln

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Indem sie Gehirnzellen an Graphen anschloss, haben Universität von Illinois an Chicago-Forschern eine einzelne hyperaktive krebsartige Astrocytezelle Glioblastoma Multiforme von einer normalen Zelle im Labor unterschieden — die Weise auf das Entwickeln eines einfachen, nichtinvasiven Werkzeugs für frühe Krebsdiagnose zeigen.

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In der Studie berichtet in der Zeitschrift ACS wendete Materialien an u. betrachteten Schnittstellen, die Forscher die Labor-kultivierten menschliches Gehirn Astrocytezellen, die von einem Mäusemodell genommen wurden. Sie verglichen normale Astrocytes mit ihren krebsartigen Gegenstücken, in hohem Grade bösartiges Hirntumor glioblastoma multiforme.

In einer Laboranalyse wird die Zelle über Graphen drapiert, Vikas Berry, außerordentlicher Professor und Kopf der Industriechemie an UIC, das die Forschung zusammen mit Ankit Mehta führte, Assistenzprofessor der klinischen Neurochirurgie im UIC-College von Medizin erklärt.

„Das elektrische Feld um die Krebszelle drückt wegelektronen in der Elektronenwolke des Graphens,“ sagte er, der die Schwingungsenergie der Kohlenstoffatome ändert [im Graphen]. Die Änderung in der Schwingungsenergie (resultierend aus der krebsartigen Zustand) kann durch Raman-Spektroskopie mit einer Entschließung von 300 Nanometern festgelegt werden und die Bestimmung der Tätigkeit einer Einzelzelle zulassen. (Raman-Spektroskopie ist eine sehr empfindliche Methode, die in der Chemie allgemein verwendet ist, zu identifizieren von Molekülen durch, wie sie Laserlicht. streuen)

„Graphen ist das dünn bekannte Material und ist für, was auch immer auf seiner Oberfläche geschieht,“ Berry sagte sehr empfindlich. Der Nanomaterial wird aus einem einlagigen von den Kohlenstoffatomen verfasst, die in einem sechseckigen Maschendrahtmuster verbunden werden, und alle Atome teilen eine Wolke von den Elektronen, die sich frei über die Oberfläche bewegen.

Geduldige Biopsien planten

Die Technik wird jetzt in einem Mäusemodell von Krebs, mit Ergebnissen, die „sehr viel versprechend sind-,“ Berry sagte studiert. Experimente mit geduldigen Biopsien würden hinunter die Straße weiter sein. „Sobald ein Patient Hirntumorchirurgie hat, könnten wir diese Technik verwenden, um, wenn der Tumor zurückfällt,“ Berry zu sehen sagten. „Für dieses, würden wir eine Zellprobe benötigen, die wir an das Graphen und Blick anschließen könnten, zu sehen, wenn Krebszellen sind noch anwesend.“

Die gleiche Technik arbeitet möglicherweise auch, um zwischen anderen Arten Zellen oder der Tätigkeit von Zellen zu unterscheiden. „Wir sind möglicherweise in der Lage, sie mit Bakterien zu verwenden, um, wenn die Belastung grampositiv oder gramnegativ ist,“ Berry schnell zu sehen sagten. „Wir sind möglicherweise in der Lage, sie zu verwenden, um Sichelzellen zu ermitteln.“

Anfang des Jahres stellten veranlaßten Beere und andere Mitarbeiter Nanoskalakräuselungen im Graphen vor und es, in die Senkrechtrichtungen anders als zu leiten, die für Elektronik nützlich sind. Sie knitterten das Graphen, indem sie es über einer Schnur von Stange-förmigen Bakterien, dann von VakuumSchrumpfung die Mikroben drapierten. „Wir nahmen die frühere Arbeit und Art von vorbei leicht geschlagen ihm,“ sagte Berry. „, anstatt, Graphen auf Zellen zu legen, legten wir Zellen auf Graphen und studierten die Atomerschütterungen des Graphens.“

Finanzierung wurde von UIC zur Verfügung gestellt.

Zusammenfassung von Krebs-Zellhyperaktivität und von Membran Dipolarity-Überwachung über Raman Mapping des angeschlossenen Graphens: In Richtung zu den nichtinvasiven Krebs-Diagnosen

Ultrasensitive Entdeckung, das Diagramm und die Überwachung der Tätigkeit der Krebszellen ist für Behandlungsbewertung und -Patientenversorgung kritisch. Hier zeigen wir, dass eine Glykolyse-bedingte Hyperaktivität und erhöhte elektronegative eine Membran der Krebszelle (von der Sial- Säure) den zweitrangigen Oberton von Phononschwingungsenergien (2D) des angeschlossenen Graphens über einen LochDopingsmechanismus empfindlich auf gleicher Ebene ändern können. Indem wir hohe Kapazitanz des ultradünnen Graphens Quantenund entgegenkommendes phononics wirksam einsetzten, unterschieden wir empfindlich die Tätigkeit von angeschlossenen Zellen Glioblastoma Multiforme (GBM), einen bösartigen Hirntumor, von der von menschlichen Astrocytes an einer einzelligen Entschließung. Der hohe Oberflächenelectronegativity GBM-Zelle (mögliches ∼310 Millivolt) und die Übersäuertfreigabe verursacht LochDoping im Graphen mit einer 3fachen höheren 2D Schwingungsenergieverschiebung von ± ungefähr 6 0,5 cm-1 als Astrocytes. Von der molekularen Dipol-bedingten Quantenkoppelung schätzen wir dass die Sial- Säuredichte auf den Zellmembranzunahmen von einem Molekül pro ∼17 nm2 zu einem Molekül pro ∼7 nm2. Außerdem identifizierte phononic Antwort des Graphens auch erhöhte Säure des Wachstumsmediums der Krebszelle. Die phonon-empfindliche Plattform des Graphens, zum der Tätigkeit/der Chemie der angeschlossene Zelle zu bestimmen öffnet möglicherweise Alleen für das Studieren von Tätigkeit anderer Krebszellarten, einschließlich metastatische Tumoren und die Charakterisierung von verschiedenen Graden ihrer Feindseligkeit.